WSN的應用及其標準發(fā)展

　　每個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器都被看作一個(gè)節點(diǎn)，擁有無(wú)線(xiàn)通信能力，同時(shí)還具有一定的信號處理與網(wǎng)絡(luò )數據的智能。根據應用的類(lèi)型，每個(gè)節點(diǎn)都可以有一個(gè)指定的地址。圖2顯示了某個(gè)節點(diǎn)的通用結構圖。它一般會(huì )包括一個(gè)傳感裝置、一個(gè)數據處理微控制器，以及一個(gè)無(wú)線(xiàn)連接RF模塊。根據不同的網(wǎng)絡(luò )定義，RF模塊可以起到一個(gè)簡(jiǎn)單發(fā)射器或者收發(fā)器 （TX/RX）的作用。進(jìn)行節點(diǎn)設計時(shí)，注意電流消耗和處理能力非常的重要。微控制器的內存非常依賴(lài)于所使用的軟件棧。

圖2 一個(gè)WSN節點(diǎn)的通用結構圖

　　圖3顯示了家庭環(huán)境中應用的一個(gè)WSN。在這種網(wǎng)絡(luò )中，我們可以觀(guān)察到不同類(lèi)型的傳感器，例如，運動(dòng)檢測器、散熱器、溫度監控，等等。

2.1 WSN針對4種主要目標

　?。?） 讀取給定位置的一些參數值，并將其發(fā)送給主處理中心。在農業(yè)應用環(huán)境中，例如，前面介紹的牛群等，讀取每頭牛的體溫可幫助確定哪一頭牛需要更密切的監控。

　?。?） 監控某些事件的發(fā)生，例如，在醫療應用中，對血壓和脈搏以及心律峰值進(jìn)行監控。

　?。?） 對具體物體的運動(dòng)進(jìn)行跟蹤，廣泛應用于軍事領(lǐng)域中，以跟蹤敵方車(chē)輛。

　?。?） 幫助分類(lèi)探測對象，特別是在交通控制應用環(huán)境中。

　　2.2 WSN中使用的兩種主要拓撲結構

　　A） 星狀網(wǎng)絡(luò )：如圖4所示，星狀網(wǎng)絡(luò )由一個(gè)點(diǎn)對多點(diǎn)無(wú)線(xiàn)連接組成，其一臺單主機以雙向或者單向方式連接至幾個(gè)節點(diǎn)。如果低功耗和低軟件開(kāi)銷(xiāo)為關(guān)鍵參數，則這種拓撲結構非常值得關(guān)注。其存在的局限性是有效通信距離，因為每個(gè)節點(diǎn)都要在主機通信距離范圍以?xún)?。有幾種標準可以用于實(shí)現這種拓撲結構。藍牙、IEEE 802.15.4或者專(zhuān)有系統為使用最為廣泛的一些標準。注意，由于一些藍牙協(xié)議的局限性，藍牙平臺并未獲得廣泛的接受。

圖4 WSN 應用的星形網(wǎng)絡(luò )拓撲結構

　　B） 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )：在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )拓撲結構中，如圖5所示，節點(diǎn)與許多冗余互連連接在一起。如果某個(gè)節點(diǎn)故障，有許多其他方法讓兩個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行通信。這種拓撲具有較好的可靠性，但在電流消耗和軟件開(kāi)銷(xiāo)方面付出代價(jià)非常大。這種拓撲結構可以通過(guò)所有權或者Zigbee標準來(lái)實(shí)現。